| 國內(nèi)制冷空調(diào)用軸流通風(fēng)機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展 |
隨著國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，我國的制冷空調(diào)行業(yè)景氣指數(shù)近年來一路走高，制冷空調(diào)設(shè)備已與人們的日常工作和生活密不可分。 從2004年制冷設(shè)備工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證制度實(shí)施以來，已取證的制冷空調(diào)制造企業(yè)越來越重視自身技術(shù)的提升和產(chǎn)品的綜合品質(zhì)，節(jié)能、環(huán)保正逐步成為制造企業(yè)為適應(yīng)用戶越來越嚴(yán)格的要求而必須努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。在設(shè)備主機(jī)自身效率改善難度增大以及其它主要部件制造成本壓力的作用下 , 空調(diào)機(jī)表冷器強(qiáng)制熱交換所使用的軸流通風(fēng)機(jī)等輔機(jī)也越來越受到空調(diào)制造商的重視，使用效率高的軸流通風(fēng)機(jī)在保證能效達(dá)標(biāo)時可以最大限度地降低系統(tǒng)和換熱器的制造成本。同時，軸流通風(fēng)機(jī)又是部分空調(diào)外機(jī)的主要噪聲源，而低噪聲的室外機(jī)產(chǎn)品更容易得到市場的認(rèn)可。因此，空調(diào)機(jī)在軸流通風(fēng)機(jī)的選用及匹配上尚有較大的改善余地。 1 軸流通風(fēng)機(jī)在制冷空調(diào)行業(yè)的應(yīng)用 制冷空調(diào)用軸流通風(fēng)機(jī)（以下簡稱“軸流風(fēng)機(jī)”）主要是指各類空調(diào)機(jī)組強(qiáng)制性熱交換場合所使用的軸流式通風(fēng)機(jī)，不包括用于舒適性通風(fēng)換氣、加熱降溫以及專門用于紡織空調(diào)的軸流式通風(fēng)機(jī)、冷卻塔專用軸流式通風(fēng)機(jī)等。 軸流通風(fēng)機(jī)常用于各類風(fēng)冷熱泵機(jī)組、風(fēng)冷單元式空調(diào)機(jī)、多聯(lián)式空調(diào)機(jī)等。根據(jù)表冷器的設(shè)計(jì)參數(shù)，通常可選用低靜壓的自由式軸流風(fēng)扇或靜壓相對較高的軸流風(fēng)機(jī)。就具體應(yīng)用而言，多數(shù)風(fēng)冷式大中型中央空調(diào)強(qiáng)制熱交換所使用的是靜壓相對較高的單級軸流風(fēng)機(jī)，而風(fēng)冷式戶用型中央空調(diào)和家用空調(diào)器的外機(jī)多采用低靜壓的自由式軸流風(fēng)扇散熱。軸流風(fēng)機(jī)多采用立式安裝的型式，而自由式軸流風(fēng)扇則多是臥式安裝。 目前，多數(shù)空調(diào)主機(jī)生產(chǎn)廠是根據(jù)表冷器阻力的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其需要的換熱量來選配風(fēng)機(jī)。由于風(fēng)機(jī)還需要克服除表冷器阻力外的系統(tǒng)其它部分的阻力，如有些空調(diào)機(jī)組外殼的筋板、壓縮機(jī)與表冷器的連接管路和閥件等，另外表冷器翅片的倒伏也會造成局部阻力的變化。因此，時常會出現(xiàn)某些機(jī)組匹配的軸流風(fēng)機(jī)在低風(fēng)量、大阻力、高功率的工況下運(yùn)行，導(dǎo)致整機(jī)能效比偏低、風(fēng)機(jī)用電動機(jī)易過載燒毀等狀況發(fā)生。如何科學(xué)合理地匹配軸流風(fēng)機(jī)，需要風(fēng)機(jī)制造廠家與其用戶進(jìn)行更多技術(shù)層面上的交流。 2 軸流風(fēng)機(jī)的現(xiàn)狀 2.1 軸流風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的概況 目前為止，已經(jīng)取得制冷設(shè)備生產(chǎn)許可證的制冷空調(diào)用軸流通風(fēng)機(jī)制造企業(yè)有70 余家。這些軸流風(fēng)機(jī)制造企業(yè)主要集中在華東地區(qū)及廣東省，其分布區(qū)域比例見圖1。
就軸流通風(fēng)機(jī)制造企業(yè)目前的經(jīng)營狀況而言，大多數(shù)國內(nèi)品牌的制造商未能擺脫主要是依靠較低的價格來占領(lǐng)市場的經(jīng)營策略。多數(shù)企業(yè)的產(chǎn)量是每年遞增的，但是從2008年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，多數(shù)企業(yè)的總產(chǎn)值并沒有大的增長，企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模按其年銷售額進(jìn)行劃分的統(tǒng)計(jì)圖表見圖2。
就企業(yè)目前的技術(shù)人員配備而言，許多中小規(guī)模的軸流風(fēng)機(jī)制造企業(yè)基本上沒有能獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)、試驗(yàn)定型的專業(yè)技術(shù)人員，很多企業(yè)基本上處于完全仿制生產(chǎn)的狀態(tài)，企業(yè)老板兼技術(shù)員、生產(chǎn)廠長和銷售員于一身。因此，也就導(dǎo)致了其產(chǎn)品一直在行業(yè)的低技術(shù)水平徘徊。很多企業(yè)無人能有足夠的技術(shù)水平和用戶進(jìn)行風(fēng)機(jī)的選型、匹配等方面的溝通，也就不可能有針對性地進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)。 2.2 軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)品概況 應(yīng)用于風(fēng)冷式中央空調(diào)機(jī)組表冷器強(qiáng)制熱交換的軸流風(fēng)機(jī)，其葉輪直徑大多在500～1000mm，單臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)量一般不超過28000m3/h ，靜壓不高于200Pa。軸流風(fēng)機(jī)的葉輪一般與電動機(jī)直聯(lián)，主要有普通型電機(jī)直聯(lián)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)直聯(lián)兩種型式。軸流風(fēng)機(jī)選用的電動機(jī)以4極、6極、8極居多，部分特殊場合選用2極、10極電動機(jī)驅(qū)動。 通過對部分空調(diào)機(jī)組和軸流風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，得出如下不同公稱直徑葉輪的風(fēng)機(jī)應(yīng)用數(shù)量比例分布情況，見表1。 表1 不同公稱直徑葉輪的風(fēng)機(jī)應(yīng)用數(shù)量比例分布情況 葉輪直徑φ/mm 500560630710750800其它 2007年/%1114182415117 2008年/%816152812165
其中，φ630mm的公稱直徑還包括了φ600mm、φ650mm兩種規(guī)格的葉輪，φ710mm的公稱直徑還包括了φ700mm規(guī)格的葉輪。 制冷空調(diào)用軸流風(fēng)機(jī)整機(jī)主要由風(fēng)筒、支架、網(wǎng)罩、電機(jī)和葉輪組成。 多數(shù)軸流風(fēng)機(jī)制造企業(yè)的電機(jī)為外購件，其余部件自制后組裝成整機(jī)出售或?qū)⑸⒓苯影l(fā)貨到用戶處進(jìn)行組裝。由于多數(shù)情況下散件組裝時的工藝操作不是很規(guī)范，從而易導(dǎo)致同一批的產(chǎn)品性能有較大差異。 軸流風(fēng)機(jī)的葉輪一般用金屬或工程塑料制作：金屬材質(zhì)主要選用的是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、硬鋁板或鑄造鋁合金；工程塑料主要選用的是酚醛樹脂、聚苯乙烯（PS）、ABS塑料等。金屬材質(zhì)葉輪具有強(qiáng)度高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)；塑料材質(zhì)葉輪具有質(zhì)量輕、噪聲低的優(yōu)點(diǎn)。葉輪的葉片數(shù)以3～7片最為常見，從外形上來看，多屬于上寬下窄的葉型。因制造工藝不同，葉片與輪轂之間可以采用鉚接、焊接或螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)。 2.3 國內(nèi)外同類制造企業(yè)和產(chǎn)品的比較 目前，已有一些發(fā)達(dá)國家的軸流風(fēng)機(jī)制造企業(yè)進(jìn)駐國內(nèi)，如日本大金、德國EBM等。國外的知名企業(yè)大多技術(shù)力量雄厚，具有很強(qiáng)的產(chǎn)品研發(fā)能力，而且其制造工藝水平高，試驗(yàn)及檢驗(yàn)設(shè)施完備，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度快，能有針對性地為提供用戶優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。另外，國外同類產(chǎn)品的配套行業(yè)也有很高的技術(shù)與制造水準(zhǔn)，如材料、電動機(jī)、軸承等行業(yè)廠。就目前國內(nèi)軸流風(fēng)機(jī)制造企業(yè)的狀況來看，整體實(shí)力與國外同類制造企業(yè)有一定的差距。 在空調(diào)機(jī)組上所使用的軸流風(fēng)機(jī)主流產(chǎn)品中，國內(nèi)品牌的風(fēng)機(jī)與國外品牌或進(jìn)口的相同額定氣動參數(shù)的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品相比，主要存在以下差距。 �。�1）整機(jī)效率偏低，能耗較高。 （2）風(fēng)機(jī)特性曲線較陡，適應(yīng)變工況的能力差。 （3）整機(jī)噪聲較高。 （4）配用的國產(chǎn)電動機(jī)的效率低，且可靠性、穩(wěn)定性差。 �。�5）使用壽命較短。 �。�6）外觀粗糙，工藝水平較落后。 3 軸流風(fēng)機(jī)的發(fā)展前景 3.1 軸流風(fēng)機(jī)的市場前景 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國城市化進(jìn)展的速度進(jìn)一步加快，公共及私有建筑物的數(shù)量及容量與日俱增，對各類中央空調(diào)的需求量也越來越大。軸流風(fēng)機(jī)作為多種空調(diào)主機(jī)必備的重要輔機(jī)產(chǎn)品，其市場需求受其帶動也必然增長。 從中央空調(diào)機(jī)組市場需求的發(fā)展來看，葉輪直徑在560～800mm的軸流風(fēng)機(jī)的需求量增長最快。從用戶的使用要求來看，低噪聲的外轉(zhuǎn)子軸流風(fēng)機(jī)的需求量日益增長，高效率機(jī)翼型葉片的軸流風(fēng)機(jī)的市場需求也越來越大。一些發(fā)達(dá)國家的知名軸流風(fēng)機(jī)制造企業(yè)在國內(nèi)設(shè)廠生產(chǎn)，其國內(nèi)制造的軸流風(fēng)機(jī)漸不遜色于直接進(jìn)口的同類產(chǎn)品品質(zhì)，而其制造成本大幅度降低，價格優(yōu)勢日益凸顯。同時，軸流風(fēng)機(jī)行業(yè)內(nèi)的競爭也必然日趨激烈，一些有規(guī)模效益的企業(yè)在競爭中會得到進(jìn)一步提升的機(jī)會，而一些缺乏核心競爭力的小企業(yè)其生存空間勢必越來越小。 3.2 軸流風(fēng)機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢 從我國政府的倡導(dǎo)和用戶的長期需求兩方面綜合來看，開發(fā)高效率的節(jié)能型產(chǎn)品與低噪聲的環(huán)保型產(chǎn)品是大勢所趨。通過使用一些新型的計(jì)算軟件對風(fēng)機(jī)的流場與強(qiáng)度等進(jìn)行模擬、計(jì)算，然后與試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)對比，可以更快捷準(zhǔn)確地得出其空氣動力性能參數(shù)。 設(shè)計(jì)制造高效率的軸流風(fēng)機(jī)主要可以通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)[1-2］。 �。�1）設(shè)計(jì)開發(fā)出合適的葉片型線，以減小葉柵中的摩擦損失和尾跡渦流損失。 �。�2）確定適當(dāng)?shù)娜~片數(shù)和輪轂比，以減小二次流損失。 �。�3）設(shè)計(jì)合理的筒狀機(jī)殼高度和葉輪徑向間隙，以減小環(huán)面損失。 �。�4）匹配合適的高效率電動機(jī)，以提高整機(jī)效率。 （5）改進(jìn)設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)筒狀機(jī)殼的進(jìn)口集流部位，以改善進(jìn)口氣流狀況。 �。�6）改進(jìn)設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)出口的網(wǎng)罩，以減小出口阻力。 �。�7）將風(fēng)葉與電動機(jī)支架改進(jìn)設(shè)計(jì)，讓其盡量發(fā)揮出導(dǎo)流的作用。 �。�8）完善試驗(yàn)檢驗(yàn)設(shè)備，以便及時掌握風(fēng)機(jī)的實(shí)際空氣動力性能。 設(shè)計(jì)制造低噪聲環(huán)保型的軸流風(fēng)機(jī)除了需要對葉片的型線、葉片數(shù)、葉輪徑向間隙以及電動機(jī)進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)與選配外，還可通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)： （1）提高動平衡精度，以減小整機(jī)振動產(chǎn)生的噪聲； �。�2）采用具有一定吸聲性質(zhì)的材質(zhì)制作葉輪等部件，以減小因葉片自身振動而產(chǎn)生的輻射噪聲； �。�3）根據(jù)仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)開發(fā)新型低噪聲葉片。 4 結(jié)論 目前，國內(nèi)的制冷空調(diào)用軸流風(fēng)機(jī)制造企業(yè)還處于蓬勃發(fā)展的階段，不可避免地會碰到各種困難或問題。隨著我國制冷空調(diào)產(chǎn)品市場的逐步規(guī)范，軸流風(fēng)機(jī)制造企業(yè)的生存不可能完全依賴價格優(yōu)勢。只有積極投入人力物力，著手新品研發(fā)，完善企業(yè)自身的軟硬件建設(shè)，不斷提高產(chǎn)品的技術(shù)含量和改善產(chǎn)品的制造工藝水平，軸流風(fēng)機(jī)制造企業(yè)才能走出靠低質(zhì)低價爭奪市場的惡性循環(huán)，才能真正地在國內(nèi)乃至國際市場上占有一席之地。 |
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